在ChatGPT等大模型广泛应用的今天，企业对存储介质和架构也有了新需求——要速度快、容量大、能耗低、寿命长、还能适应多场景需求。
传统的NAND Flash、DRAM已经无法完全满足AI、IoT、车载系统等对存储的“全能”需求。加上今年新出的复旦大学研发的破晓（PoX），还有之前一批努力进步的存储介质——PCM（相变存储）、MRAM（磁变存储）、ReRAM（阻变存储）、FRAM（铁电存储），有的初登舞台，有的商用进行时，有的成品发售中…之所以每年都要提，是因为每年都有不一样，新型存储介质的最新动态值得关注。
破晓（PoX）皮秒闪存
首先是破晓（PoX），2025年4月中旬，复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室、芯片与系统前沿技术研究院的周鹏-刘春森团队在集成电路领域取得关键突破，研制出“破晓（PoX）”皮秒闪存器件，其擦写速度可提升至亚 1 纳秒（400 皮秒），相当于每秒可执行 25 亿次操作，是迄今为止世界上最快的半导体电荷存储技术，性能超越同技术节点下世界最快的易失性存储SRAM，实现了存储、计算速度相当。这一技术有望彻底颠覆现有存储器架构，未来个人电脑将无需分层存储，还能实现AI大模型的本地部署，虽然商用还需要时间。
破晓（PoX）技术亮点
- 皮秒级读写延迟，比SRAM快；
- 电子与光的协同处理架构，适合高速并行处理、高带宽应用；
- 读写所需能量极少，低功耗；
相变存储器（PCM）
相变存储器（PCM）利用材料在不同晶态下电阻不同的特性，在结晶和非晶状态之间切换来存储信息，具有高速度、低功耗、高密度等优势。尤其在ADAS、自动驾驶、导航系统等车载场景中，PCM正逐渐成为关键技术。
在国内，北京时代全芯（AMT）也已推出多款基于PCM的芯片，是国内最早商业化该技术的厂商之一，为中国在存储领域争得一席之地。
2024年6月，法国顶尖半导体研究机构CEA-Leti推出FAMES中试生产线（介于实验室研发和大规模生产之间的阶段，用于验证技术可行性、优化工艺，就像汽车厂的 “原型车测试线”），开发包括10nm和7nm FD-SOI在内的新技术，其中芯原微电子作为参与者提供嵌入式 PCM（ePCM）技术，共同推动嵌入式PCM（ePCM）等技术的产业化。
还有2024年7月中国材料大会上，中国科学院上海微系统与信息技术研究所联合松山湖材料实验室等机构展示了PCM研究的最新成果，包括相变材料可逆机理、高速材料开发、高性能开关材料及产业化进展。其研制的PCRAM芯片已具备自主知识产权，计划在消费电子领域（如手机存储、射频识别）实现量产，打破国外技术垄断。
2025年1月的学术报告中也有提到，中科院上微所正通过材料与器件结构创新推动3D PCM开发，解决大容量存储需求，并与芯片制造企业深度合作以实现批量生产。
PCRAM（相变随机存取存储器）属于PCM被认为是可以填补DRAM和闪存之间的性能鸿沟，解决目前计算机机架构中“存储墙”的问题，还可以作为神经形态芯片实现类脑计算，将会在数据中心、汽车电子、物联网和人工智能等方面获得大规模应用。
2024年9月，新存科技宣布公司自主研发的国产首款最大容量新型三维相变存储器芯片——“NM101”，12月份，成功实现了国产首款64Gb芯片“NM101”量产。该芯片基于华中科技大学缪向水团队的93项三维相变存储器核心专利，能够实现真正的自主可控。
2024年，国外的意法半导体与三星联合发布支持ePCM的18nm FD-SOI工艺，为车规和嵌入式AI打开新局面。
曾被英特尔和美光广泛推广的3D XPoint（Optane），也是基于相变技术。虽然Optane退出市场，但行业仍持续探索替代方案，如铠侠XL-Flash、三星Z-NAND等。
PCM的技术亮点
- 读写寿命长，适合高频数据交互
- 写入速度接近DRAM
- 能耗比DRAM和Flash更低
- 抗辐射能力强，适合航天等高要求场景
磁变存储器（MRAM）
磁变存储器（MRAM）利用电子自旋特性来存储数据，代表了非易失性+高速+耐用性的黄金组合。尤其是STT-MRAM（自旋转移力矩）和SOT-MRAM（自旋轨道力矩）成为主流技术路线，适合物联网、智能工业、MCU和嵌入式系统。
在国内，海康驰拓、致真存储已掌握核心专利并实现量产。致真存储更是国内唯一拥有SOT-MRAM全套技术和产线的企业。2024年台积电在转向ReRAM的同时，保留MRAM产线以满足特定高性能需求。2025年，台积电还进一步优化了STT-MRAM技术，专为AI边缘设备设计，与NXP合作推动车规级MRAM应用。
国外则以Everspin最具代表性，其第三代垂直磁化STT-MRAM已用于SCM（存储级内存）等场景。
2025年，三星还推出全球首款14nm eMRAM技术，专为汽车应用设计，具备超低写入能耗和高可靠性，支持车载系统的实时数据处理。
MRAM技术亮点
- 读写速度堪比SRAM
- 非易失性，断电不丢数据
- 写入次数几乎无限
- 可与MCU、SOC高度集成
其应用范围包括嵌入式存储、Nor Flash 替代、SCM缓存、高速缓冲等。
阻变存储器（ReRAM）
阻变存储器（ReRAM）是通过电压控制材料电阻状态来存储数据，其结构简单、密度高，非常适合存算一体化架构。相比NAND，其读写速度更快、寿命更长，能实现多位存储，提高空间利用率。
目前富士通、松下、Crossbar、索尼、美光、SK 海力士等厂商均在开展 ReRAM
的研究和生产工作。在代工厂方面，中芯国际、台积电和联电都在同步规划ReRAM
的生产。Adestod 130nm CBRAM和松下的180nm ReRAM已量产。
国内，亿铸科技是一家专注于基于ReRAM的存算一体与AI加速技术的创新企业，2025年新增了30项ReRAM相关专利，涵盖阵列结构、抗干扰算法和存算架构设计，并加入中国电子技术标准化研究院的《新型存储器技术标准》制定工作组，推动ReRAM在AI领域的应用规范。
ReRAM技术亮点
- 速度快（<100ns）
- 写入耐久高
- 支持多位存储（1单元可存多个bit）
- 结构简单、面积小
铁电存储器（FRAM）
FRAM利用铁电材料的极化特性，实现SRAM级的读写速度+Flash级的非易失性，同时保持超低功耗。其在智能卡、传感器、医疗设备、智能电表等对功耗和可靠性要求极高的场景中被广泛应用。
富士通、ROHM、赛普拉斯半导体是该领域代表厂商。尽管容量不大，但FRAM在高可靠性应用中仍有不可替代的地位。
2025年4月，德国铁电存储器公司（FMC）宣布与半导体企业 Neumonda 达成战略合作，将在德国德累斯顿建立新型非易失性存储芯片（FeRAM）生产线。
这里国内还要提到一家专注新型铁电存储器（FRAM）研发与生产的企业——无锡舜铭存储科技有限公司，2023年成立，采用High-K材料，解决了传统铁电存储器与晶圆厂的兼容问题，首次实现利用非专用晶圆厂代工生产铁电存储器。其主要产品包括I2C FRAM、SPI FRAM、良品晶圆（KGD）等，广泛应用于打印机耗材、电力仪表、工业控制、医疗电子、汽车电子等多个领域。
FRAM技术亮点
- 读写速度快
- 写入寿命长
- 极低功耗
- 在高温高压等极端环境下性能稳定
最后
以上这一系列的新型存储技术崛起，正在为AI、大数据、自动驾驶、工业物联网等关键应用构建更强、更快、更可靠的“数据地基”。
2025年7月9日，全球闪存峰会将在南京召开，届时，我们将看到这些新型存储介质将如何进一步支撑超级智能体、边缘计算、企业级SSD以及绿色数据中心的发展蓝图，敬请期待！
